化学反应速率文档格式.docx
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一般反应:
aA+bB===cC+dD,有:
v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=a∶b∶c∶d。
5.固体或纯液体(注意:
不是溶液)的物质的量浓度可视为________,因此,一般不用固体或纯液体表示化学反应速率。
典例1
将4molA气体和2molB气体在2L的容器中混合并在一定条件下发生如下反应:
2A(g)+B(g)
2C(g)。
若经2s后测得C的浓度为0.6mol·
L-1,现有下列几种说法:
①用物质A表示的反应的平均速率为0.3mol·
s-1
②用物质B表示的反应的平均速率为0.6mol·
③2s时物质B的浓度为0.7mol·
④在该条件下,再经2s后C的浓度为1.2mol·
其中正确的是( )
A.①④B.①③C.②④D.③④
变式训练1
已知4NH3+5O2===4NO+6H2O,若反应速率分别用v(NH3)、v(O2)、v(H2O)、v(NO)[mol·
min-1]来表示,则正确的关系是( )
A.
v(NH3)=v(O2)B.
v(O2)=v(H2O)C.
v(NH3)=v(H2O)D.
v(O2)=v(NO)
三、化学反应速率的计算与比较
1.化学反应速率的计算
(1)求解化学反应速率的计算题的一般步骤:
①写出有关反应的化学方程式。
②找出各物质的起始量、转化量、某时刻量。
③根据已知条件列方程计算。
例如:
反应 mA+ nB
pC
起始浓度(mol·
L-1)abc
转化浓度(mol·
L-1)x
某时刻浓度(mol·
L-1)a-xb-
c+
典例2
在2L密闭容器中进行反应:
mX(g)+nY(g)
pZ(g)+qQ(g),式中m、n、p、q为物质系数。
在0min~3min内,各物质物质的量的变化如下表所示:
物质
时间
X
Y
Z
Q
起始(mol)
0.7
1
2min末(mol)
0.8
2.7
3min末(mol)
已知2min内v(Q)=0.075mol·
min-1,
=
。
(1)试确定以下物质的相关量:
起始时n(Y)=________,n(Q)=________。
(2)方程式中m=______,n=______,p=________,q=________。
(3)用Z表示2min内的反应速率:
________。
(4)2min末Q的转化率为________。
变式训练2
一定温度下,在2L的密闭容器中,X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如下图所示:
下列描述正确的是( )
A.反应开始到10s,用Z表示的反应速率为0.158mol·
B.反应开始到10s,X的物质的量浓度减少了0.79mol·
C.反应开始到10s时,Y的平衡转化率为79.0%
D.反应的化学方程式为X(g)+Y(g)
Z(g)
变式训练3
反应A+3B
2C+2D在四种不同情况下的反应速率分别为:
①v(A)=0.15mol·
min-1 ②v(B)=0.01mol·
s-1 ③v(C)=0.40mol·
min-1 ④v(D)=0.45mol·
min-1,则该反应进行的速率由快到慢的顺序为________。
第二节 影响化学反应速率的因素
[教学目标]
(1)理解浓度、压强、温度和催化剂等条件对化学反应速率的影响。
(2)使学生能初步运用有效碰撞、碰撞的取向和活化分子等来解释浓度、压强、温度和催化剂等条件对化学反应速率的影响。
[教学重点、难点]压强对化学速率的影响,用活化分子理论解释外界条件对化学反应速率的影响。
二:
影响化学反应速率的因素
内因
影响反应速率的外因主要有
(一)浓度对化学反应速率的影响
反应物浓度越大,化学反应速率________.
例下列四种X溶液,分别放入盛有10mL2mol/LHCl烧杯中,加水稀释至50mL,X和HCl和缓进行反应,其中反应速率最大的是()
A.20mL3mol/LX溶液B.20mL2mol/LX溶液C.10mL4mol/LX溶液D.10mL2mol/LX溶液
(二)温度对化学反应速率的影响
温度升高,化学反应速率__________.
(三)压强对化学反应速率的影响
[思考1]2L密闭容器中,投入5molN2,8molH2,在催化剂存在的条件下发生反应,2min时,测得容器内生成NH34mol,若将容器的体积减小为原来的一半,其他条件不变,同样生成4molNH3所花费的时间___2min(<
=,>
),为什么?
[思考2]在室温条件,通过什么途径可以改变容器体积?
[结论]有气体参与的反应,压强增大,化学反应速率____
参加反应的物质是固体,液体或溶液时,压强对反应速率___影响?
(填有,无)
[探讨]N2+3H2==2NH3反应在密闭容器中进行
1.容器若为恒定容器,在容器内充入惰性气体,则化学反应速率_____(加快,不变,减慢),原因是_________
2.容器若为恒压容器,在容器内充入惰性气体,则反应速率(加快,不变,减慢)_____,原因是________。
四:
催化剂
催化剂定义:
________________________________________________________________?
请例举几例催化剂对化学反应速率影响的实例./
[实验演示]H2O2分解:
现象____________________________________________________________________
结论____________________________________________________________________
[实验探讨]
如何加快铁与盐酸的反应速率?
2.下图为将Zn投入一定浓度一定体积的H2SO4中,解释图象的成因.(纵坐标为H2的生成速率)
v(H2)
.
时间
t1
例一定条件反应N2+3H2=2NH3达平衡,当单独改变下述条件后有关叙述错误的是()
A.加催化剂,V(正)和V(逆)都发生变化,且变化的倍数相等
B.加压,V(正)和V(逆)都增,且V(正)增加倍数大V(逆)增加倍数
C.降温,V(正)和V(逆)都减少,且V(正)减少倍数大V(逆)减少倍数
D.增加[N2],V(正)和V(逆)都增大,且V(正)增加倍数大V(逆)增加倍数
[随堂练习]
1.一般都能使反应速率加快的方法是()。
1升温;
②改变生成物浓度;
③增加反应物浓度;
④加压
(A)①②③(B)①③(C)②③(D)①②③④
2.NO和CO都是汽车尾气里的有害物质,它们能缓慢地起反应生成氮气和二氧化碳气体:
2NO+2CO=N2+2CO2对此反应,下列叙述正确的是()
(A)使用催化剂能加快反应速率(B)改变压强对反应速率没有影响
(C)冬天气温低,反应速率降低,对人体危害更大
(D)无论外界条件怎样改变,均对此化学反应的速率无影响
3.设C+CO2
2CO-Q1,反应速率为υ1;
N2+3H2
2NH3+Q2,反应速率为υ2。
对于上述反应,当温度升高时,υ1和υ2的变化情况为()。
(A)同时增大(B)同时减小
(C)υ1增大,υ2减小(D)υ1减小,υ2增大
4.把镁条投入到盛有盐酸的敞口容器中,产生H2的速率可由如图2-1-1表示,在下列因素中,①盐酸的浓度,②镁条的表面积,③溶液的温度,④氯离子的浓度,影响反应速率的因素是()。
(A)①④(B)③④(C)①②③(D)②③
5.下表中是各组反应的反应物和反应温度,反应刚开始时,放出H2速率最快的是()
编号金属(粉末状)酸的浓度及体积反应温度
(mol)(℃)
AMg,0.16mol·
L-1硝酸10mL60
BMg,0.13mol·
L-1盐酸10mL60
CFe,0.13mol·
L-1L盐酸10mL60
DMg,0.13mol·
L-1硫酸10mL60
6.容积固定的2L密闭容器中进行的某一可逆反应A(气)+2B(气)
2C(气)
以B的物质的量浓度改变表示的反应速度υ正,υ正、υ逆与时间的关系图如所示。
已知反应速率υ的单位为mol·
L-1·
s-1,则图中阴影部分的面积可表示()。
(A)A的物质的量浓度的减少(B)B的物质的量浓度的减少
(C)C的物质的量增加(D)B的物质的量减少
7.煅烧硫铁矿产生二氧化硫,为了提高生成二氧化硫的速率,下列措施可行的是()。
(A)把块状矿石碾成粉末(B)向炉内喷吹氧气
(C)使用Fe2O3作催化剂(D)降低体系的温度
9.在密闭容器中发生2SO2+O2
2SO3反应,现控制下列三种不同的条件:
①在400℃时,10molSO2与5molO2反应;
②在400℃时,20molSO2与5molO2反应;
③在300℃时,10molSO2与5molO2反应;
问:
开始时,正反应速率最快的是_____;
正反应速率最慢的是_________。
第三节 化学平衡1
1.知识目标
(1)理解化学平衡状态等基本概念。
(2)理解化学平衡状态形成的条件、适用范围、特征。
(3)常识性了解化学平衡常数的意义。
2.重点和难点重点是化学平衡状态的特征;
难点是化学平衡状态判断。
教学过程:
一.可逆反应与不可逆反应
正反应:
_____________,逆反应:
________________
可逆反应:
__________________________________
可逆反应的特征:
“两同”是指_________________________
请判断水的分解和氢气在氧气中燃烧生成水,是否是可逆反应?
可逆反应的重要特征是转化率永远不可能达到100%,也就是反应一旦开始,那么,就不可能只存在反应物,或只存在生成物。
二.化学平衡:
在一定条件下的可逆反应里,正反应速率和逆反应速率相等,反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态,称为化学平衡状态,简称化学平衡。
它的建立与反应途径无关,从正反应或逆反应开始都可以建立化学平衡状态。
化学平衡的前提:
__________________
实质:
_________________________
标志:
_________________________
例题1:
在密闭容器中充入SO2和由O18原子组成的氧气,在一定条件下开始反应,在达到平衡前,O18存在于()A、只存在于氧气中B、只存在于和SO3中
C、只存在于SO2和SO3中D、SO2、SO3、O2中都有可能存在。
例题2:
在一定条件下,某容器内充入N2和H2合成氨,以下叙述中错误的是()
A、开始反应时,正反应速率最大,逆反应速率为零。
B、随着反应的进行,正反应速率减小,最后降为零。
C、随着反应的进行,正反应速率减小,逆反应速率增大,最后相等。
D、在反应过程中,正反应速率的减小等于逆反应速率的增加。
三.化学平衡状态的特征:
逆:
___________等:
____________定:
______________
动:
___________变:
____________同:
四、化学平衡状态的标志
某可逆反应是否处于化学平衡状态,它们的标志可以通过化学平衡状态的本质特征来进行衡量
(1)V正=V逆,它是判断化学平衡状态的主要标志。
正、逆反应速率相等是针对反应体系中的同一反应物或同一生成物而言。
(2)反应混合物中各组分的浓度保持不变,是判断化学平衡状态的另一个主要标志。
如果反应混合物中某一种物质的量浓度,质量分数,体积分数(对气体而言)等保持一定,都说明可逆反应已达到平衡状态。
(3)从其它角度也可以判断某可逆反应是否达到化学平衡状态,但要具体问题具体分析。
例如对于反应前后气体分子数不相等的可逆反应,可以通过以下几种情况来判断:
1当体系中物质的总物质的量不随时间变化时,说明反应已达到平衡状态.
2当恒温恒容时,体系的总压强有发生变化或当恒温恒压时,体系的总体积不发生变化 都可以说明反应已达到平衡状态。
3混合气体的平均含量不发生变化,也可以说明反应已达平衡状态.
4对于反应前后气体分子数相等的反应,无论反应是否达到平衡,体系中物质的总物质的量,总压强,总体积或混合气体的平均含量都不发生变化,不能确定反应是否中达到平衡状态.
课堂练习:
1.化学平衡主要研究下列哪一类反应的规律()。
(A)可逆反应(B)任何反应(C)部分反应(D)气体反应
2.在2NO2
N2O4的可逆反应中,下列状态属于平衡状态的是()。
(A)υ正=υ逆≠0时的状态(B)NO2全部转变成N2O4的状态
(C)c(NO2)=c(N2O4)的状态(D)体系的颜色不再发生变化的状态
3.下列哪个说法可以证明反应N2+3H2
2NH3已达到平衡状态()。
(A)1个N≡N键断裂的同时,有3个H-H键形成
(B)1个N≡N键断裂的同时,有3个H-H键断裂
(C)1个N≡N键断裂的同时,有6个N-H键断裂
(D)1个N≡N键断裂的同时,有6个H-H键形成
第三节化学平衡2
教学目标:
1.知道化学平衡常数的表达式及其表示的意义
2.知道转化率的表达式,并能进行简单的计算
一.等效平衡及其分类:
在相同条件下,同一可逆反应体系,不管从正反应开始,还是从逆反应开始都可以建立同一平衡状态,也就是等效平衡,还可以从中间状态(既有反应物也有生成物)开始,平衡时各物质的浓度对应相等。
由于化学平衡状态与条件有关,而与建立平衡的途径无关,因而,同一可逆反应,从不同状态开始,只要达到平衡时条件(温度,浓度,压强等)完全相同,则可形成等效平衡。
二.化学平衡常数:
1、化学平衡常数的表示方法
对于一般的可逆反应:
mA+nB
pC+qD。
其中m、n、p、q分别表示化学方程式中个反应物和生成物的化学计量数。
k=
在一定温度下,可逆反应达到化学平衡时,生成物的浓度,反应物的浓度的关系依上述规律,其常数(用K表示)叫该反应的化学平衡常数
2、化学平衡常数的意义
(1)、平衡常数的大小不随反应物或生成物的改变而改变,只随温度的改变而改变。
即,K=f(T)。
平衡常数表示的意义:
可以推断反应进行的程度。
K很大,反应进行的程度很大,转化率大
K的意义 K居中,典型的可逆反应,改变条件反应的方向变化。
K很小,反应进行的程度小,转化率小
[跟踪练习]1.对反应2N02(气)
N204(气),在温度不变时
=K是个常数数;
称为化学平衡常数,在弱电解质溶液中也是如此。
欲使
比值增大,在温度不变时应采取
A.体积不变,增加N02物质的量B.体积不变,增加N204物质的量
C.使体积缩小到原来的一半D.使压强不变充入N2
2.已知可逆反应2NO(g)N2(g)+02(g)。
该反应的平衡常数表达式为。
若在某温度下达到平衡时c(N2)=0.05mol·
L-1,C(O2)=0.05mol·
L-1,c(NO)=0.00055mol·
L-1该反应的平衡常数为_____________。
保持温度不变,将容器体积缩小一半,则平衡常数为_________;
三.转化率
若定义某反应物M在可逆反应中的转化率为:
M的转化率=反应中已消耗的M的量×
100%
反应开始时加入M的量
那么如果M的转化率不再随时间而改变,也证明可逆反应已达到平衡状态。
[跟踪练习]1.x、y、z都是气体,反应前x、y的物质的量之比是1:
2,在一定条件下可逆反应x+2y
2z达到平衡时,测得反应物总的物质的量等于生成物总的物质的量,则平衡时x的转化率
A.80%B.20%C.40%D.60%
2.已知在450℃时,反应H2(g)+I2(g)
2HI(g)的K为50,由此推断出在450℃时,反应2HI(g)
H2(g)+I2(g)的化学平衡常数为
A、50B、0.02C100D无法确定
3.在2升的密闭容器中2molSO2和一定量的氧气,发生反应,当反应进行到4min时,测得此时SO2为0.4mol,问在反应进行到2min时,密闭容器中SO2的物质的量是()
A1.6molB 1.2molC大于1.6mol 小于1.2mol
4、在一定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:
CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g),能判断该反应达到化学平衡状态的依据是
A.容器中压强不变B.混合气体中c(CO)不变C.υ正(H2)=υ逆(H2O)D.c(CO2)=c(CO)
5、反应2A(g)+B(g)
2C(g);
△H>0。
下列的反应条件有利于生成C的是
A.低温、低压B.低温、高压C.高温、高压D.高温、低压
6、已知反应mX(g)+nY(g)
qZ(g)的△H<0,m+n>q,在恒容密闭容器中反应达到平衡时,下列说法正确的是
A.通入稀有气体使压强增大,平衡将正向移动
B.X的正反应速率是Y的逆反应速率的m/n倍
C.降低温度,混合气体的平均相对分子质量变小
D.增加X的物质的量,Y的转化率降低
7、某温度下,体积一定的密闭容器中进行如下可逆反应:
X(g)+Y(g)
Z(g)+W(s);
△H>0
下列叙述正确的是
A.加入少量W,逆反应速率增大B.当容器中气体压强不变时,反应达到平衡
C.升高温度,平衡逆向移动D.平衡后加入X,上述反应的△H增大
8、.在一定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:
CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g),其化学平衡常数K和温度t的关系如下表:
t℃
700
800
830
1000
1200
K
0.6
0.9
1.0
1.7
2.6
回答下列问题:
(1)该反应的化学平衡常数表达式为K=。
(2)该反应为反应(选填吸热、放热)。
(3)能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是。
(a)容器中压强不变(b)混合气体中c(CO)不变
化学平衡3
1.化学平衡移动的意义。
2.描述浓度、压强、温度等条件对化学平衡的影响
3.理解勒沙特列原理的涵义
1、化学平衡移动研究的对象:
可逆化学反应的化学平衡状态
化学平衡是有条件的动态平衡,当影响化学平衡的条件改变时,原来的平衡被破坏,进而在新的条件下逐渐建立新的平衡,这个原平衡向新平衡的转化过程叫做化学平衡的移动
一.浓度对化学平衡的影响
观察试验2-5:
结论是,在其他条件不变的情况下,
增大反应物浓度,或减小生成物浓度。
化学平衡向______移动。
减小反应物浓度,或增大生成物浓度。
注意:
固体物质和纯液体无所谓浓度,其量改变,不影响平衡。
举例:
已知氯水中存在如下平衡:
Cl2+H2O
HCl+HClO。
常温下,在一个体积为50ml的针筒内吸入40mL氯气后,再吸入10mL的水。
写出针筒中可能观察到的现象。
若将此针筒长时间放置,又可以看到何种变化?
试用平衡的观点加以解释。
练习FeCl2溶液呈浅绿色,其中存在着下列平衡:
Fe2++2H2O
Fe(OH)2+2H+
往该溶液中滴加盐酸,发生的变化是
(A)平衡向逆反应方向移动
(B)平衡向正反应方向移动
(C)溶液由浅绿色变成黄色
(D)溶液由浅绿色变为深绿色
思想:
由FeCl2改为Fe(NO3)2,将发生什么变化呢?
(答案:
C)
二、压强对化学平衡移动的影响。
对于有气体参加的可逆反应来说,气体的压强改变,也能引起化学平衡的移动。
对于3H2(g)+N2(g)
2NH3(g)在反应中1体积的N2与3体积的H2反应生成2体积的NH3,即反应前后气态物质的总体积发生了变化,反应后气体总体积减少了。
下表列入的是450℃时,N2与H2反应生成NH3的实验数据。
压强/MPa
5
10
30
60
100
NH3/%
2.0
9.2
16.4
35.5
53.6
69.4
由上表实验数据可以算出:
对反应前后气体总体积发生变化的化学反应,在其他条件不变的情况下,增大压强,会使化学平衡向着__________移动。
减小压强,会使化学平衡向着__________移动。
对于有些可逆反应里,反应前后气态物质的总体积没有发生变化,如2H